基于改性农业废弃物的矿山废水中重金属吸附去除技术及应用

金属硫化物矿区的尾矿在空气、水和微生物等的共同作用下,会产生大量含有毒有害重金属的酸性矿山废水,造成矿区及下游水体和土壤的严重污染.该文结合课题组研究,介绍以农业废弃物为原料开发改性玉米秸秆、花生壳、稻草等吸附材料,吸附去除酸性矿山废水中的重金属离子及其吸附机理,以及实地应用于东江源矿区污染控制示范工程中的重金属吸附去除案例,为矿区重金属污染源头控制研究提供理论基础和技术支持.     

高铁酸钾对水中锑的去除机理研究

采用实验室制备的高铁酸钾对水溶液中的三价锑进行去除性能研究. 高铁酸钾对水中三价锑的去除包含2步:一是高铁酸钾对三价锑的氧化,二是原位生成的高铁酸钾分解产物对锑的吸附. XRD和FTIR检测表明高铁酸钾的分解产物符合无定型的2线水铁矿,比表面积大,孔隙率高. 吸附实验结果表明:低pH值更有利于锑的吸附;而离子强度对锑的吸附,在pH 3.5 ~5.5与pH 5.5~7.0这2个区间有着截然相反的影响;吸附动力学过程拟合以准二级动力学拟合最好(R2=0.999 1),说明以化学吸附为主;吸附等温线拟合以Freundlich模型最优(R2=0.980 4),而使用Langmuir-Freundlich模型拟合时最大吸附量的理论值可达到129.93 mg/g. 通过吸附前后样品的FTIR表征表明在吸附锑的过程中形成了内层络合物和外层络合物.     

固态发酵技术制备溢油吸附剂

石油开采、储存和运输过程中的溢油和泄漏等问题,已严重威胁到环境生态和人类健康.基于固态发酵技术,利用黑曲霉改性玉米秸秆制备出可生物降解的溢油吸附剂,可为开发生物改性溢油吸附材料提供新思路.利用多种表征技术对改性前后秸秆的组分、结构进行了分析,同时检测了秸秆的吸油性能,研究结果表明,35℃下黑曲霉作用玉米秸秆9d,改性材料对原油的吸附量可达14.28g/g,高于原玉米秸秆的吸油量(4.89g/g).秸秆吸油能力和其投加量呈负相关性,10min即达到吸附平衡.因此,利用固态发酵技术改性的玉米秸秆是一种高效和环境友好型的溢油清除材料.     

4种常用铁基材料非均相芬顿降解四环素的研究

非均相芬顿法能够很好地应用于含抗生素废水的处理。为了筛选出成本低廉且能快速有效的非均相芬顿催化剂,本文对比了Fe0、Fe3O4、Fe2O3、-FeOOH四种常见非均相催化剂对四环素的去除效果。通过X-射线粉末衍射仪（XRD）、比表面积分析仪（BET）、激光粒度仪(LDI)分析了四种材料的理化特性。通过探究四种材料投加量、双氧水投加量、反应体系初始pH的影响选择最佳反应条件,通过对比研究四种材料非均相芬顿降解四环素的反应动力学,结果表明Fe0不仅催化降解效果最好(四环素的降解率为88.77%)、具有更宽的pH适用范围,而且价格低廉。最后,结合四种材料非均相芬顿降解四环素的TOC去除率以及重复利用效率对比分析,最终筛选出Fe0为非均相芬顿降解四环素的最佳催化剂。     

改性沸石对诺氟沙星的吸附行为及机理

利用酸、碱、盐浸泡改性和高温焙烧改性等方法对天然斜发沸石进行改性,研究改性后的沸石对诺氟沙星的吸附特性．通过扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测定仪（BET）、X射线衍射仪（XRD）对沸石表征,HAMZ相比天然沸石的比表面积由6.55 m2/g增大到9.53 m2/g,细孔容积由4.75 mm3/g增大到11.49 mm3/g,孔道中原有半径较大的阳离子减少,吸附活性中心增加．盐酸改性沸石（HAMZ）对诺氟沙星的最大吸附量提高了41.0%．HAMZ对诺氟沙星的吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型．热力学结果表明,吸附反应为吸热反应,可自发进行,反应向着熵增加的方向进行．吸附作用力表现为静电作用力、氢键作用、电子供体-受体作用和-作用．该研究为水中诺氟沙星的去除提供了经济、有效的方法．     

硫化螯合秸秆纤维吸附水体中Cd(Ⅱ)行为的DFT计算

针对硫化秸秆纤维材料(TMCS)的定量吸附机理进行扩展性研究. 结果表明:前线轨道与量子化学反应活性指数显示TMCS的 6226 分子结构与其他可能的分子结构相比,具有最强的亲核能力,被判定是最主要的吸附结构. 在该结构中,通过对Fukui函数、静电势、Mulliken电荷和吸附能的计算,表明-C(NH₂)＝S中的S原子和-N-/=N—H中的N原子在吸附Cd(Ⅱ)过程中起主要作用. 文章从多角度定量阐述了螯合纤维吸附理论的研究,对纤维的修饰设计具有指导意义.